Transcript Válvulas - IES Can Mas

1
2
ÍNDEX
1.
Introducción y Teoría del aire.
2.
Simbología ISO 1219-1.
3.
Funcionamiento Componentes Neumáticos.
4.
Diseño de Circuitos Neumáticos.
Introducción
y
Teoría del Aire
Para neumática industrial
4
Contenido

Introducción.

Composición del aire.
Presión atmosférica.
Aire comprimido industrial.
Presión.
Unidades de presión.
Presión y fuerza.





5
Introducción

¿Que es Neumática ?


La técnica que trata del aprovechamiento de las
propiedades que tiene el aire comprimido.
Propiedades del aire comprimido :



Fluidez: no ofrecen ningún tipo de resistencia al
desplazamiento.
Compresibilidad: un gas se puede comprimir en un
recipiente cerrado aumentando la presión.
Elasticidad: la presión ejercida en un gas se transmite
con igual intensidad en todas las direcciones
ocupando todo el volumen que lo engloba.
6
Composición del aire



El aire que
respiramos es
elástico, comprimible
y fluido.
Damos por hecho
que el aire llena todo
el espacio que lo
contiene.
El aire se compone
básicamente de
nitrógeno y de
oxígeno.
Composición por Volumen
Nitrogeno 78.09% N2
Oxígeno 20.95% O2
Argón
0.93% Ar
Otros
0.03%
7
Presión Atmosférica



La presión atmosférica
es causada por el peso
del aire sobre nosotros.
Esta es menor cuando
subimos una montaña y
mayor al descender a
una mina.
La presión varía con las
condiciones
atmosféricas.
8
Atmósfera Standard

Una atmósfera standard se define por la
Organización Internacional de Aviación Civil. La
presión y temperatura al nivel del mar es 1013.25
milli bar absoluta y 288 K (15OC).
1013.25 m bar
9
Atmósfera y vacio


La potencia de la
presión atmosférica
es evidente en la
industria de
manipulación donde
se utilizan ventosas y
equipos de vacio.
El vacio se consigue
evacuando todo el
aire de un sitio
determinado.
10




Las presiones se dan en
bar (relativos a la presión
atmosférica).
El zero del manómetro es
la presión atmosférica.
Para cálculos se utiliza la
presión absoluta:
Pa = Pg + Patmósfera.
Se asume para cálculos
rápidos que 1 atmósfera
equivale a 1.000 mbar.
En realidad 1 atmósfera
equivale a 1.013 mbar.
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16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Presión manométrica bar

Presión absolutabar
Aire comprimido industrial
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15
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13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Rango
Industrial
ampliado
Rango
industrial
típico
Rango
bajo
Atmósfera
Vacio total
11
Presión


1 bar = 100.000 N/m2
(Newtons por metro
cuadrado).
1 bar = 10 N/cm2


1.000 mbar = 1 bar
El sistema de medidas
anglosajón utiliza los
pies por pulgada
cuadrada (psi)
1 psi = 68.95mbar
14.5 psi = 1bar
12
Unidades de presión

Existen diversas unidades de medida de presión.
Se muestran algunas de ellas y sus
equivalencias:

1 bar = 100.000 N/m2

1 bar = 100 kPa
1 bar = 14.50 psi
1 bar = 10.197 kgf/m2
1 mm Hg = 1,334 mbar approx.
1 mm H2O = 0,0979 mbar approx.
1 Torr = 1mmHg abs (para vacio)





13
Presión y fuerza



El aire comprimido ejerce
una fuerza de igual valor en
todas las direcciones de la
superficie del recipiente
que lo contiene.
El líquido en un recipiente
será presurizado y
transmitido con igual
fuerza.
Por cada bar de
manómetro, se ejercen 10
Newtons uniformemente
sobre cada centímetro
cuadrado.
14
Presión y fuerza
D mm

La fuerza que se
desarrolla sobre un
pistón debida a la presión
del aire comprimido es el
área efectiva multiplicada
por la presión:
Fuerza =
p D2 P
40
Newtons
P bar
FUNCIONAMENT D´UN CILINDRE
DE DOBLE EFECTE
15
16
Presión y fuerza


Si ambas conexiones de
un cilindro de doble
efecto se conectan a la
misma presión el cilindro
se moverá debido el
diferencial de presión
que hay en ambas
cámaras.
Si el cilindro es de doble
vástago el cilindro no se
moverá.
Simbología Neumática
Para la identificación de componentes
y
el diseño de esquemas neumáticos.
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Normas: simbología gráfica



Los Símbolos Neumáticos están diseñados
conforme a la Norma Internacional ISO 1219-1
1991.
Cubre la Simbología Gráfica para Sistemas y
Componentes de Accionamiento por Fluido.
La Numeración de las Válvulas no está cubierta
por la Norma ISO. Este aparatado se toma de la
recomendación de CETOP RP 68 P.
Acondicionamiento y tratamiento
del fluido
20
Acondicionamiento

Separador de agua con
purga manual

Separador de agua
con purga automática

Filtro con purga manual

Filtro con purga automática

Lubricador
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Acondicionamiento y generación

Secador

Compresor y
motor eléctrico

Refrigerador con
líneas refrigerantes

Depósito de aire

Calentador

Válvula de paso

Combinación
calentador y
refrigerador

Filtro de aire
M
Control de presión
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Reguladores de presión




El símbolo de un regulador de presión representa en
estado normal el muelle manteniendo la válvula del
regulador abierta para conectar la alimentación a la salida.
La línea rallada representa la realimentación que se opone
al muelle y permite variar el caudal a través de la válvula
hasta cerrar el paso de aire.
Regulador regulable.
Regulador regulable con
manómetro.
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Filtro Regulador Lubricador

Unidad de FRL combinada

Símbolo simplificado de FRL
25
Válvulas de seguridad


El símbolo de una válvula de seguridad representa en
estado normal un muelle manteniendo la válvula
normalmente cerrada.
La línea de trazos representa la señal de control que se
opone al muelle y se puede imaginar que ayuda a permitir el
paso de caudal. Cuando la presión alcanza y supera la
presión de taraje la línea de caudal permitirá el paso de aire .

Válvula de seguridad
regulable

Válvula de seguridad
pretarada
Actuadores
27
Actuadores

El símbolo del cilindro
puede ser de cualquier
longitud superior a “l”.

El pistón y el vástago se
pueden mostrar retraídos
o extendidos.
“l”
28
Simple efecto

Simple efecto vástago
retraído.

Simple efecto vástago
extendido.

Simple efecto magnético
vástago retraído. *

Simple efecto magnético
vástago extendido. *
* La ISO 1219-1 no muestra ejemplos para cilindros magnéticos
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Simple efecto sin muelle




Simple efecto normalmente
retraído, la fuerza externa lo hace
retornar.
Simple efecto normalmente
extendido, la fuerza externa lo
retorna.
Simple efecto magnético
normalmente retraído la fuerza
externa lo retorna.
Simple efecto magnético
normalmente extendido, la fuerza
externa lo retorna.
Nota: los componentes suelen ser de doble efecto aplicados como simple efecto
30
Doble efecto

Doble efecto
amortiguación regulable.

Doble efecto doble
vástago.

Doble efecto magnético. *

Doble efecto magnético
sin vástago. *
*
La ISO 1219-1 no muestra ejemplo de cilindros sin vástago o magnéticos
31
Actuadores rotativos

Actuador de giro de doble
efecto.

Motor neumático de
un sentido de giro.

Motor neumático
bidireccional.
32
Símbolos cilindros simplificados

Simple efecto retorno por
carga.

Simple efecto retorno por
muelle.

Doble efecto sin
amortiguación.

Doble efecto
amortiguación regulable.

Doble efecto doble
vástago.
Estructura simbología válvulas
34
Estructura simbología válvulas



La función que cumple una válvula viene dada
por 2 números separados por una barra, ej. 3/2..
El primer número indica el número de vías de la
válvula. Es decir, entradas, salidas y escapes
excluyendo los pilotajes y señales externas.
El segundo número indica el número de posibles
estados de la válvula.
35
Estructura simbología válvulas


Así una válvula 3/2 dispone de 3 conexiones
(normalmente una entrada, una salida y un
escape) y 2 posiciones (una posición de reposo
y otra actuada).
Los cuadrados pertenecen a una sola válvula.
actuada
normal
36
Estructura simbología válvulas

Cada una de las posiciones de la válvula se
muestran unidas en el símbolo de la válvula.
actuada

normal
El símbolo de la válvula muestra las posiciones
unidas final con final.
actuada
normal
37
Estructura simbología válvulas

Las conexiones se muestran en tan solo una de
las posiciones y indican el estado que prevalece.
normal

Junto a una posición concreta se muestra el
actuador correspondiente.
Accionando
el pulsador se
actúa la válvula
38
Estructura simbología válvulas

Junto a una posición concreta se muestra el
actuador correspondiente.
Accionando
el pulsador se
actúa la válvula

Posición de reposo
producida por
un muelle
Junto a una posición concreta se muestra el
actuador correspondiente.
Accionando
el pulsador se
actúa la válvula
Posición de reposo
producida por
un muelle
39
Estructura simbología válvulas

Cuando se actúa la válvula su símbolo se puede
visualizar con las conexiones alineadas en cada
uno de los estados.

Cuando se actúa la válvula su símbolo se puede
visualizar con las conexiones alineadas en cada
uno de los estados.
40
Accionamiento cilindro s/e



Accionamiento de un
cilindro s/e.
Variante vástago en
reposo a más, pulsando
a menos.
Ver accionamiento
cilindro s/e vástago
extendido.
41
Acc. cilindro s/e retorno masa


Ver accionamiento cilindro
s/e retorno masa.
Posibles inconvenientes.
42
Conexionado de válvulas en serie




Se han de accionar ambas
válvulas para que actue el
cilindro.
Cumplen la función “Y”.
En sistemas de seguridad se
precisa el mando bimanual.
Combinar dos válvulas 3/2 y
un cilindro s/e para cumplir
una función “O”.
2
12
3
1
2
12
3
10
1
10
43
Accionamiento cilindro d/e


Se precisan dos válvulas
3/2 para accionar un
solo cilindro.
Características del
cilindro en posición de
reposo.
44
Estructura simbología válvulas

El símbolo de una válvula 5/2 se construye de la
misma manera. Para cada una de las posiciones
se muestran cada uno de los conductos. Entre
las 5 conexiones hay 1 entrada, 2 salidas y 2
escapes.
45
Estructura simbología válvulas

Juntando los dos rectángulos y añadiendo los
actuadores se construye el símbolo. Las
conexiones se han de mostrar en la posición de
reposo.

Juntando los dos rectángulos y añadiendo los
actuadores se construye el símbolo de la
válvula. Las conexiones se han de mostrar en la
posición de reposo.
46
Mando cilindro d/e con 5/2

La válvula 5/2 ejecuta los dos movimientos
del cilindro.
 Con la válvula en reposo el cilindro a mas.
 En ambas posiciones el cilindro esta en
presión.
 Ver la conexión con el cilindro
a mas en reposo.
4
2
14
12
1
5
3
47
Estructura simbología válvulas

Espacio recomendado para las conexiones:
1 /4 l
1/4 l
1/4 l
1
1/4 l
1/2 l
1/4 l
1/2 l
1/2 l
1/4 l
1/2 l
l
48
Estructura simbología válvulas


Las diferentes posiciones se pueden colocar a
derecha o izquierda independientemente pero el
actuador ha de estar junto a la posición que actúa.
Diversos símbolos pueden indicar lo mismo.
normalmente
cerrado
normalmente
abierto
49
Estructura simbología válvulas


Las diferentes posiciones se pueden colocar a
derecha o izquierda independientemente pero el
actuador ha de estar junto a la posición que actúa.
Diversos símbolos pueden indicar lo mismo.
Conexionado al revés
Válvulas
51
Válvulas
Válvulas básicas antes
de añadir los actuadores:
Ejemplos, pulsador
con retorno por muelle:
Posición de reposo
Válvula 2/2
Válvula 3/2
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Válvulas
Válvulas básicas antes
de añadir los actuadores:
Ejemplos, pulsador
con retorno por muelle:
Actuada
Válvula 2/2
Válvula 3/2
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Válvulas
Válvulas básicas antes
de añadir los actuadores:
Ejemplos, pulsador
con retorno por muelle:
Posición de reposo
Válvula 4/2
Válvula 5/2
54
Válvulas
Válvulas básicas antes
de añadir los actuadores:
Ejemplos, pulsador
con retorno por muelle:
Actuada
Válvula 4/2
Válvula 5/2
55
Válvulas 5/3


Las válvulas de tres posiciones tienen una
posición central por muelle o con control manual
mediante palanca p.e.
La función de la válvula varía en la posición
según el tipo de válvula. Se pueden considerar
tres tipos diferentes :
1. Ttodas las conexiones cerradas.
2. Alimentación cerrada, salida a escape.
3. Alimentación a ambas salidas, escapes
cerrados.
56
Válvulas 5/3

Todas las válvulas se muestran en la posición de reposo.

Tipo 1. Conexiones cerradas:

Tipo 2. Salidas a escape:

Tipo 3. Alimentación a
salidas:
57
Válvulas 5/3

Todas las válvulas mostradas en la primera posición actuada.

Tipo 1. Conexiones cerradas:

Tipo 2. Salidas a escape:

Tipo 3. Alimentación a
salidas:
58
Válvulas 5/3

Todas las válvulas se muestran en la posición de reposo.

Tipo 1. Conexiones cerradas:

Tipo 2. Salidas a escape:

Tipo 3. Alimentación a
salidas:
59
Válvulas 5/3

Todas las válvulas mostradas en la segunda posición actuada.

Tipo 1. Conexiones cerradas:

Tipo 2. Salidas a escape:

Tipo 3. Alimentación a
salidas:
60
Válvulas 5/3

Todas las válvulas mostradas en posición de reposo.

Tipo 1. Conexiones cerradas:

Tipo 2. Salidas a escape:

Tipo 3. Alimentación a
salidas:
Mandos
62
Mandos
Manual
Manual general
Palanca
Pulsador
Pedal
Tirador
Pulsador / tirador
Pedal con
protección
Actuador
giratorio
63
Mandos
Mecánicos
Presión piloto
Botón
Presión
Retorno por
muelle
Presión piloto
Rodillo
Presión diferencial
Rodillo
unidireccional
Enclavamiento
3 posiciones
64
Mandos
Eléctricos
Solenoide
Solenoide con
mando manual y
pilotaje externo
Solenoide pilotado
Solenoide pilotado
con mando manual y
pilotaje interno
Cuando no se
muestra pilotaje
externo se asume
que es interno
Numeración conexiones
66
Numeración conexiones
Según CETOP RP68P
2
12
10
3
1
2
4
14
10
1
4
12
1
2
12
2
14
12
3
1
5
3
67
Numeración conexiones
Según CETOP RP68P
2
12
10
3
1
2
4
14
10
1
4
12
1
2
12
2
14
12
3
1
5
3
68
Numeración conexiones
Según CETOP RP68P
2
12
10
3
1
2
4
14
10
1
4
12
1
2
12
2
14
12
3
1
5
3
69
Numeración conexiones
Según CETOP RP68P
2
12
10
3
1
2
4
14
10
1
4
12
1
2
12
2
14
12
3
1
5
3
70
Numeración conexiones
Según CETOP RP68P
2
12
10
3
1
2
10
1
4
14
4
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1
2
12
2
14
3
12
1
5
3
Válvulas auxiliares
72
Válvulas auxiliares

Antiretorno

Válvula de escape
rápido con silenciador

Regulador de caudal
unidireccional

Silenciador

Regulador de caudal
bidireccional

Función ‘Y’

Función ‘O’


Presostato eléctrico
pre-tarado
Presostato eléctrico
regulable